浅谈利用演示实验创设高中物理问题情景
高中物理教学不可缺失了问题情景,那么如何进行问题情景的创设呢?笔者认为充分发挥演示实验的作用,能够有效激发学生学习的自主性,符合新课程生本教学理念。实验是物理规律形成和系统化发展的基础,演示实验更加具有直观性、形象性,而且操作上具有简便性,借助演示实验创设问题情景可以给学生提供丰富的感性信息,或启发点拨,或制造认知冲突,都能有效调动学生潜在的学习心理机能,将学生带入规律探究的情境之中。本文就该话题谈几点笔者的看法,望能有助于教学实践。
问题情境的创设应服务于有效达成教学目标这一要求,同时应立足于最近发展区和建构主义理论。创设问题情景有哪些要求?笔者认为首先要搞清楚为什么要创设问题情境,创设问题情境的目的在于帮助学生自主构建知识,通过情境的创设引导学生通过问题的分析来将新、旧知识有机联系到一起,实现知识的同化和认知结构的完善,驱动三维教学目标的有效达成。实践证明我们在教学中给学生构建良好的问题情景,能够赋予教材中材料更明晰的逻辑意义,有机联系学生头脑内部的新、旧知识,基于学生现有发展水平,促进其获得最大的发展,实现有意义的知识构建和学习,在高中物理教学过程中,借助于演示实验创设问题情景有哪些具体的要求呢?又有哪些具体的作用呢?
一.演示实验的教学目标要明确
一节课要完成什么任务?是本节课“问题”的焦点所在,如何给学生呈现问题?难度如何把握,需要结合所教班级学生的具体实际,客观地看待学生间的个体差异,在学生的现有发展水平之上精心设计演示实验方案,演示实验要达到怎样的目的,选择什么演示器材,用实物实验还是借助多媒体模拟演示实验等等。实验演示完毕,抛出什么问题?是为了激发学生进一步探究的兴趣切入教学的主要内容,还是帮助学生理解教学的重点、突破难点等等,即目标要明确。
例如,人教版选修3-2《研究自感现象》对于自感现象,我们就可以借助于演示实验来完成,演示通电自感现象如图1所示,演示断电自感现象如图2所示,进行这两个实验的演示就是为了给学生提供“自感现象”的感性认识,激发学生进一步研究自感现象的兴趣。
二.演示实验要着力于打破学生的认知平衡
不破不立,我们在教学中要善于从新、旧知识的矛盾点设置问题情境,打破学生原有的认知失衡,有时甚至是颠覆学生原有的认识,理论研究和教学实践经验表明,当一个新的实验现象呈现在学生面前时,他们会自发地从自己大脑中搜索与之匹配或类似的知识和经验,如果很容易就找到了,那么探究兴趣度自然就不高。正如布鲁纳所说“利用惊奇,发生疑惑,提供很多不确定的答案,以及遭遇困难,提示矛盾存在”。我们的演示实验要高于学生的现在发展水平,要让学生意识到并挖掘其潜在发展水平,新旧知识出现了矛盾时,学生的心理机能被有效刺激,生成一种渴望去一探究竟的期待性心理需要。
仍以《研究自感现象》为例,我在教学中还做过如下的尝试,课堂导入时没有采用教材中的两个演示实验,而是进行了创新,从电键的两个接线柱上引出两根导线,让8个学生手拉手,首尾两个学生分别握住两根裸露的导线,在实验前学生对实验现象进行了诸多猜想,接着进行实验演示。
(1)闭合电键前,让8位学生谈一谈体会,(均说无感觉)。——与猜想相同
(2)闭合电键后,让8位学生谈一谈体会,(均说无感觉)。——与猜想相悖
(3)断开电键后,同学们迅速收回双手(有电击感觉)。——不可思议啊
经过猜想和演示实验的参与,课堂气氛显得很活跃,而且学生的认知平衡被打破,学生有较强的探究欲望。
三.提高演示实验的可见度和学生参与度
学生是教学的主体,演示实验的现象要客观地呈现在全体学生面前,提高演示演示的可见度和学生参与度,可以增加实验的真实感,能够更大程度地激发学生物理规律探究兴趣,促进学生观察并提出问题、发现结论。
如在讲解“作用力与反作用力”的特点时,如果让两个学生自主拉弹簧秤,往往由于系统误差等原因,学生无法立刻得到等大、方向的结论,而且耗时费力,如果采用演示实验的方法,可以更为准确地呈现作用力与反作用力的变化关系。我充分利用课本上的演示实验进行教学,用一对力传感器和计算机相连,将两个传感器对拉如图4所示,屏幕上立刻出现作用力与反作用力的变化图象如图5所示,学生根据图像很快就能理解这两个力的特点。“同时性”、“反向性”、“等大性”完美地展现在学生面前,学生的认识会更为深刻。对教学来说用时明显较短,对学生来说学习这部分知识不仅轻松愉快,而且理解准确到位。
四.合理运用实验布设习题情景,借物言理
教学实践中发现,有些学生之所以在解题中出现了困难,其根本原因在于没有能够很好地理解题意,融入情境,笔者在物理习题教学中运用了演示实验进行情境的布设,将静态的情境动态化,学生的思维和观察到的现象有机地联系到一块,思路被理顺了,解题没有了突兀感。
例如,在《选修3-4》的教学教学过程中,笔者发现有很多学生将“简谐运动图像”与“振动物体的运动轨迹”搞混淆了,而且认识上不容易纠正过来,显然必须让学生自己去发现,才能完成自我纠正,为此,笔者设计了一个小型的演示实验,而且这个实验学生也可以模仿:学生右手拿笔在l0厘米宽的纸带前后往复涂画得到的是一条直线,接着要求学生在右手画的同时用左手拉动纸带,结果得到的是曲线,通过对比性实验,让学生通过实验的方式对“简谐运动图像”和“物体运动轨迹”有了很好的理解和区分。
心理学的研究表明,适当和逼真的问题情景更有利用学生应用和巩固已有的物理知识,即更有利于学生运用物理知识去解决实际问题,培养学生实践能力,这也是物理教学所要培养学生所具备的基本素质之一,借助于演示实验创设情境,具有提供感性材料,激发学生思维的不可或缺的作用,我们在教学中不可轻易废弃,即使实验条件不允许,也应该用模拟实验或是找替代物进行实验演示的方法,丰富学生的感性认识,实现从感性到理性的质变。

通州高级中学
用户登录